CN103292700A - 机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准，旨在解决无法实现对机器视觉测量系统对空间处于一般位置和姿态的物体的测量结果的检定问题，该设计利用三向直线导轨和两向弧形导轨使基准靶标可到达空间任意位置角度，系统具有结构简单，检定精度高，累积误差小，功能完整，操作简便等特点，该系统包括位置调整部分（A）和姿态调整部分（B），该设计实现了对机器视觉测量系统空间一般位置姿态测量结果的检定。

Description

机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准

技术领域

本发明涉及一种机器视觉测量领域的测量仪器的检验设备，更具体的说，它涉及一种机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准。

背景技术

机器视觉检测是仪器学科的重要研究内容之一，其研究意义在于寻求一种非接触、自动化、高测量精度的快速测量方法，为机械零部件、汽车、航天、轮船等多个应用领域的测量研究提供充分的先进技术保证和理论支撑，达到非接触自动化测量的目的。

机器视觉测量系统的测量结果的精度是决定测量有效性的核心因素，测量结果能否真实反映被测物体的真实尺寸需要通过采用标准的计量基准对测量系统进行检定来保证，目前的计量基准主要有二维基准和三维基准两种，分别采用表面标记了标准几何图案的二维板或三维板实现，由于加工尺寸限制，计量基准的尺寸不能过大，另外固定的二维或三维板无法实现空间角度的调整和精确位置姿态计量，为解决无法实现对机器视觉测量系统对空间处于一般位置和姿态的物体的测量结果的检定问题，设计了能够完成三维移动和绕两垂直轴转动的机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准，使标记了标准几何图案的二维板可到达空间任意位置和姿态并对位姿实现了精确计量，该设计实现了对机器视觉测量系统空间一般位置姿态测量结果的检定。

发明内容

本发明针对目前无法实现对机器视觉测量系统对空间处于一般位置和姿态的物体的测量结果的进行检定的现状，提供了一种利用三向直线导轨和两向弧形导轨使基准靶标可到达空间任意位置角度、结构简单、检定精度高、累积误差小、功能完整、操作简便、检定效率高、易于安装、通用性强、性能可靠的可满足国家计量和质量监督部门以及机器视觉系统生产厂家对机器视觉测量系统检定要求的空间一般位置姿态计量基准。

参阅图1至图18，为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现。本发明所提供的机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准包括有位置调整部分和姿态调整部分，姿态调整部分通过螺栓与位置调整部分螺纹固定连接。

技术方案中所述的位置调整部分包括底板、纵向导轨、滑块、横向连接板、横向导轨、拉线安装板、传感器、传感器安装架、套筒、垂向基座、连接板、丝杠、导柱、端盖、手轮、拉线安装座、L型板、上轴承和下轴承。

螺栓自上而下分别穿过两个相同的纵向导轨的T型通孔和底板的两排螺纹孔，将纵向导轨与底板螺纹固定连接，每个纵向导轨与两个滑块底部的凹槽滑动配合，螺栓自上而下穿入x方向的传感器安装架和两个螺纹孔与底板螺纹固定连接。

螺栓自上而下分别穿过两个相同的横向导轨的T型通孔和横向连接板的两排螺纹孔，将横向导轨与横向连接板螺纹固定连接，每个横向导轨与两个滑块底部的凹槽滑动配合，两个螺栓穿入x方向的拉线安装座和侧面的两个螺纹孔与横向连接板螺纹固定连接，横向连接板端部焊接一个L型板，螺栓自上而下穿入y方向的传感器安装架和L型板顶面的两个螺纹孔与L型板螺纹固定连接，横向导轨与纵向导轨垂直，螺栓自下而上分别穿过与纵向导轨滑动配合的滑块的T型通孔和横向连接板底面的螺纹孔，使四个滑块和横向连接板螺纹固定连接。

螺栓自下而上分别穿过与横向导轨滑动配合的滑块的T型通孔和垂向基座底部的螺纹孔，使四个滑块和垂向基座螺纹固定连接，螺栓自上而下穿入z方向的传感器安装架和垂向基座底板顶面的两个螺纹孔与垂向基座螺纹固定连接，两个螺栓穿入y方向的拉线安装座和垂向基座底板侧面的两个螺纹孔与垂向基座螺纹固定连接，两个相同的套筒穿入垂向基座顶部两侧的两个圆形通孔与垂向基座焊接固定连接，两个相同的套筒分别与垂向基座底板的两个圆形通孔同轴焊接连接，两个相同的导柱自上而下分别穿过垂向基座顶板的两个套筒的圆形通孔并穿入底板的两个套筒的圆形通孔，两个导柱顶端分别与一个圆螺母螺纹固定连接，丝杠上端穿出端盖中部的圆形通孔与手轮同轴焊接连接，上轴承套装在丝杠上端与丝杠过盈配合连接，上轴承内圈端面与丝杠上端轴肩面接触，上轴承的外圈与垂向基座顶板中部的圆形通孔间隙配合，端盖插入垂向基座顶板中部的圆形通孔并与垂向基座顶板的四个螺纹孔螺纹固定连接，上轴承的外圈端面与端盖的端面面接触，下轴承的内圈套装在丝杠的底部与丝杠过盈配合连接，下轴承的内圈端面与丝杠的底部轴肩端面面接触，下轴承外圈与垂向基座底板中部的阶梯圆孔过盈配合，下轴承外圈端面与基座底板中部的阶梯圆孔的阶梯面面接触。

连接板的两个圆形通孔套装在两个导柱上与导柱间隙配合，连接板的螺纹通孔套装在丝杠上与丝杠螺纹配合，两个螺栓穿入z方向的拉线安装座和两个螺纹孔与连接板螺纹固定连接。

两个螺栓自下而上穿过传感器安装架顶面的两个螺纹通孔与传感器底部的螺纹孔螺纹固定连接，螺栓套装在传感器端部的螺柱根部，螺柱的端部穿过拉线安装板中部的圆形通孔与螺栓螺纹固定连接，两个螺栓穿过拉线安装板两侧的通孔和拉线安装座顶部的两个螺纹孔，使拉线安装板与拉线安装座螺纹固定连接。

所述的底板为一矩形钢板，钢板沿x方向加工有两排螺纹孔，底板沿钢板较长方向的一端加工有两个螺纹孔。

所述的横向连接板为一矩形钢板加工的零件，横向连接板顶面沿y方向加工有两排螺纹孔，横向连接板垂直于x方向的侧面加工有两个螺纹孔，横向连接板底面两端分别对称加工有八个螺纹孔。

所述的L型板顶面加工有两个螺纹孔。

所述的垂向基座为钢板焊接而成的中空闭合方形零件，底面与侧面连接处外侧对称焊接有四块三角形筋板，底面两端分别对称加工有八个螺纹孔，垂向基座底板的顶面加工有两个螺纹孔，垂向基座底板垂直于y方向的侧面加工有两个螺纹孔，垂向基座顶板两侧对称加工两个圆形通孔，垂向基座底板两侧对称加工两个圆形通孔，顶板的圆形通孔和底板对应的圆形通孔同轴，垂向基座顶板中部加工一个圆形通孔，中部圆形通孔四周对称加工四个螺纹孔，垂向基座底部中间加工一个阶梯型圆形通孔。

所述的套筒为阶梯圆柱形零件，套筒轴向加工有阶梯圆形通孔。

所述的导柱为顶端加工有螺纹的圆柱形零件。

所述的端盖为轴向加工圆形通孔的阶梯圆柱形零件。

所述的连接板为一端加厚的L型零件，顶面两侧对称加工两个圆形通孔，连接板顶面中间加工一个螺纹通孔，顶面加工一个矩形凹槽和十二个螺纹孔，连接板的底面加工有两个螺纹孔。

所述的拉线安装板一矩形钢板加工的零件，中部加工一个圆形通孔，两侧对称加工两个圆形通孔。

所述的拉线安装座为一钢板焊接而成的Π型零件，拉线安装座的顶部对称加工两个螺纹孔，底部对称加工两个圆形通孔。

所述的传感器安装架为一Ω形零件，顶面和底面分别加工有两个螺纹通孔。

技术方案中所述的姿态调整部分包括垫铁、球座、球压盖、主轴、y轴旋转导轨、y轴分度头、x轴旋转导轨、x轴分度头、心轴、x轴连接盘、y轴连接盘、上导向块盖、下导向块盖、标定板、靶标连接体、连接管、长水泡、y轴旋转导轨旋钮、x轴旋转导轨旋钮、下导向块和上导向块。

x轴分度头置于连接板顶面，x轴分度头的圆形工作台的轴线与x轴平行，螺栓穿过x轴分度头底座的圆形通孔和连接板顶面的螺纹孔，使x轴分度头与连接板螺纹固定连接，四个T形槽螺栓分别穿入四个T形槽，x轴连接盘置于x轴分度头的圆形工作台上，四个T形槽螺栓顶部穿过x轴连接盘的四个圆形通孔与四个螺母螺纹固定连接，心轴穿入x轴连接盘的圆形锥孔和x轴分度头圆形工作台的圆形锥孔，心轴与x轴连接盘和x轴分度头过盈配合，螺栓穿过x轴旋转导轨下端的螺纹孔和x轴连接盘一侧的螺纹孔，使x轴旋转导轨与x轴连接盘螺纹固定连接，x轴旋转导轨上端圆弧部分的曲率中心在y轴上。

y轴分度头置于连接板顶面，y轴分度头的圆形工作台的轴线与y轴平行，螺栓穿过y轴分度头底座的圆形通孔和连接板顶面的螺纹孔，使y轴分度头与连接板螺纹固定连接，四个螺栓分别穿入四个T形槽，y轴连接盘置于y轴分度头的圆形工作台上，四个T形槽螺栓顶部穿过y轴连接盘的四个圆形通孔与四个螺母螺纹固定连接，心轴穿入y轴连接盘的圆形锥孔和y轴分度头圆形工作台的圆形锥孔，心轴与y轴连接盘和y轴分度头过盈配合，螺栓穿过y轴旋转导轨下端的螺纹孔和y轴连接盘一侧的螺纹孔，使y轴旋转导轨与y轴连接盘螺纹固定连接，y轴旋转导轨上端圆弧部分的曲率中心在x轴上。

在主轴上端依次通过轴承套装下导向块与上导向块，在上导向块顶端粘接两个互相垂直的长水泡，y轴旋转导轨上端圆弧形导轨放置在上导向块一端的凹槽里，螺栓穿过上导向块盖的圆形通孔和上导向块一侧的螺纹孔，使上导向块盖和上导向块螺纹固定连接，y轴旋转导轨旋钮穿过上导向块盖中部的螺纹孔和上导向块盖螺纹连接，y轴旋转导轨的弧形侧面与上导向块另一端凹槽的侧壁动配合接触连接，x轴旋转导轨上端圆弧形导轨放置在下导向块一端的凹槽里，螺栓穿过下导向块盖的圆形通孔和下导向块一侧的螺纹孔，使下导向块盖和下导向块螺纹固定连接，x轴旋转导轨旋钮穿过下导向块盖中部的螺纹孔和下导向块盖螺纹连接，x轴旋转导轨的弧形侧面与下导向块另一端凹槽的侧壁动配合接触连接。

垫铁置于连接板的顶面，螺栓穿过垫铁底面的圆形通孔和连接板顶面的螺纹孔，使垫铁与连接板螺纹固定连接，球座置于垫铁的顶面，螺栓穿过球座底面的圆形通孔和垫铁顶面的螺纹孔，使球座与垫铁螺纹固定连接，主轴下部球体置于球座顶部的孔内，主轴下部球体与球座的内壁动配合接触连接，球压盖的轴向通孔穿过主轴置于球座顶面，球压盖的内壁与主轴下部球体动配合接触连接，螺栓穿过球压盖底面的圆形通孔和球座顶面的螺纹孔，使球压盖和球座螺纹固定连接。

标定板背面和靶标连接体焊接连接，连接管的一端与靶标连接体焊接连接，主轴穿入连接管的轴向通孔，螺栓穿过连接管通槽两侧焊接的细长钢板的圆孔与另一侧的螺母螺纹固定连接，x轴分度头的回转轴线、y轴分度头的回转轴线、主轴的轴线和球座的轴线四条轴线空间垂直相交于主轴底部的球面中心上。

所述的x轴旋转导轨为下端是矩形上端是圆弧形中空的零件，下端加工三个圆形通孔。

所述的x轴连接盘为一矩形钢板加工的圆柱形零件，中部加工一个圆形锥孔，四周对称加工四个圆形通孔，一侧加工三个螺纹孔。

所述的y轴旋转导轨为下端是矩形上端是圆弧形中空的零件，下端加工四个圆形通孔。

所述的y轴连接盘为一矩形钢板加工的圆柱形零件，中部加工一个圆形锥孔，四周对称加工四个圆形通孔，一侧加工四个螺纹孔。

所述的x轴分度头的圆形工作台台面中部加工一个圆形锥孔，四周对称加工四个T形槽。

所述的y轴分度头的圆形工作台面中部加工一个圆形锥孔，四周对称加工四个T形槽。

所述的上导向块盖与下导向块盖结构相同，皆为一矩形钢板加工的零件，顶面对称加工四个圆形通孔，中部加工一个螺纹孔。

所述的下导向块与上导向块结构相同，皆由一个加工有一通孔的长方体和一个叉形槽件组成，叉形槽件顶面对称加工四个螺纹孔。

所述的垫铁为阶梯圆柱形零件，底面对称加工四个圆形通孔，顶面对称加工四个螺纹孔。

所述的球座为阶梯圆柱形零件，轴向加工一个上部是球形下部是圆柱形的通孔，底面对称加工四个圆形通孔，顶面对称加工四个螺纹孔。

所述的球压盖为阶梯圆柱形零件，轴向加工一个上部是圆锥形下部是球形的通孔，底面对称加工四个圆形通孔。

所述的主轴为上部是阶梯圆柱形下部是球形的零件。

所述的标定板为钢板加工而成的中空方形零件。

所述的靶标连接体为钢板加工而成的中空零件。

所述的连接管为钢管加工的中空零件，连接管母线方向加工一个细长通槽，通槽两侧焊接两块加工有圆孔的细长钢板。

本发明的有益效果是：

（1）本发明利用相互垂直的三向直线导轨和两向弧形导轨使基准靶标可到达空间的任意位置和任意角度，并通过三个垂直安装的位移传感器和分度头分别精确计量基准靶标所在的空间任意位置角度数值，实现了对机器视觉系统测量空间任意位置姿态结果的检定。 

（2）本发明的主要零件采用标准型钢进行加工，首先，标准型钢产量大，机械加工工序少，生产成本较低；其次，作为测量仪器的重要附件，采用标准型钢具有一定的强度，能够在长期使用中不变形，保证测量的精度，可以满足国家标准对测量精度的要求。

附图说明

图1是机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准的轴测图。

图2是机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准的局部轴测图。

图3是机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准中位置调整部分A的轴测图。

图4是机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准中姿态调整部分B的轴测图。

图5是机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准中主轴20、上导向块盖29、下导向块盖30、x轴旋转导轨旋钮40、下导向块42和上导向块43部分的剖视图。

图6是机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准中球座17、球压盖19、主轴20、上导向块盖29、下导向块盖30、长水泡36、y轴旋转导轨旋钮37、x轴旋转导轨旋钮40、下导向块42和上导向块43部分的轴测图。

图7是机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准中球座17、球压盖19和主轴20部分的剖视图。

图8是机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准中x轴旋转导轨23、x轴分度头24、心轴25和x轴连接盘26部分的轴测图。

图9是机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准中y轴旋转导轨21、y轴分度头22、心轴25和y轴连接盘28部分的轴测图。

图10是机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准中标定板31、靶标连接体32和连接管33部分的轴测图。

图11是机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准中套筒9和垂向基座10部分的轴测图。

图12是机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准中丝杠12的轴测图。

图13是机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准中连接板11的上轴测图。

图14是机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准中连接板11的下轴测图。

图15是机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准中拉线安装板6、传感器7、传感器安装架8和拉线安装座18部分的轴测图。

图16是机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准中底板1、纵向导轨2、滑块3、横向连接板4、横向导轨5 和L型板35部分的轴测图。

图17是机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准中丝杠12、端盖14和上轴承44部分的剖视图。

图18是机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准中垂向基座10、丝杠12和下轴承45部分的剖视图。

图中：A.位置调整部分,B姿态调整部分,1.底板,2.纵向导轨,3.滑块,4.横向连接板,5.横向导轨,6.拉线安装板,7.传感器,8.传感器安装架,9.套筒,10.垂向基座,11.连接板,12.丝杠，13.导柱,14.端盖,15.手轮，16.垫铁,17.球座,18.拉线安装座,19.球压盖，20.主轴,21.y轴旋转导轨,22.y轴分度头,23.x轴旋转导轨,24.x轴分度头,25.心轴,26.x轴连接盘,28.y轴连接盘,29.上导向块盖,30.下导向块盖,31.标定板，32.靶标连接体,33.连接管,35.L型板,36.长水泡,37.y轴旋转导轨旋钮,40.x轴旋转导轨旋钮,42.下导向块,43.上导向块,44.上轴承,45.下轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述:

参阅图1至图18，机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准由位置调整部分A和姿态调整部分 B 组成。位置调整部分A完成对空间位置的调整，姿态调整部分B完成对空间角度的调整。

所述的位置调整部分A包括底板1、纵向导轨2、滑块3、横向连接板4、横向导轨5、拉线安装板6、传感器7、传感器安装架8、套筒9、垂向基座10、连接板11、丝杠12、导柱13、端盖14、手轮15、拉线安装座18、L型板35、上轴承44和下轴承45。

底板1为一矩形钢板，钢板沿x方向加工有两排螺纹孔，螺栓自上而下分别穿过两个相同的纵向导轨2的T型通孔和底板1的两排螺纹孔，将纵向导轨2与底板1螺纹固定连接，每个纵向导轨2与两个滑块3底部的凹槽滑动配合，底板1沿钢板较长方向的一端加工有两个螺纹孔，螺栓自上而下穿入x方向的传感器安装架8和两个螺纹孔与底板1螺纹固定连接。

横向连接板4为一矩形钢板加工的零件，横向连接板4顶面沿y方向加工有两排螺纹孔，螺栓自上而下分别穿过两个相同的横向导轨5的T型通孔和横向连接板4的两排螺纹孔，将横向导轨5与横向连接板4螺纹固定连接，每个横向导轨5与两个滑块3底部的凹槽滑动配合，横向连接板4垂直于x方向的侧面加工有两个螺纹孔，两个螺栓穿入x方向的拉线安装座18和侧面的两个螺纹孔与横向连接板4螺纹固定连接，钢板端部焊接一个L型板35，L型板35顶面加工有两个螺纹孔，螺栓自上而下穿入y方向的传感器安装架8和L型板35顶面的两个螺纹孔与L型板35螺纹固定连接，横向导轨5与纵向导轨2垂直，横向连接板4底面两端分别对称加工有八个螺纹孔，螺栓自下而上分别穿过与纵向导轨2滑动配合的滑块3的T型通孔和横向连接板4底面的螺纹孔，使四个滑块3和横向连接板4螺纹固定连接。

垂向基座10为钢板焊接而成的中空闭合方形零件，底面与侧面连接处外侧对称焊接有四块三角形筋板，底面两端分别对称加工有八个螺纹孔，螺栓自下而上分别穿过与横向导轨5滑动配合的滑块3的T型通孔和垂向基座10底部的螺纹孔，使四个滑块3和垂向基座10螺纹固定连接，垂向基座10底板的顶面加工有两个螺纹孔，螺栓自上而下穿入z方向的传感器安装架8和垂向基座10底板顶面的两个螺纹孔与垂向基座10螺纹固定连接，垂向基座10底板垂直于y方向的侧面加工有两个螺纹孔，两个螺栓穿入y方向的拉线安装座18和垂向基座10底板侧面的两个螺纹孔与垂向基座10螺纹固定连接，垂向基座10顶板两侧对称加工两个圆形通孔，垂向基座10底板两侧对称加工两个圆形通孔，顶板的圆形通孔和底板对应的圆形通孔同轴，套筒9为阶梯圆柱形零件，套筒9轴向加工有阶梯圆形通孔，两个相同的套筒9穿入垂向基座10顶部两侧的两个圆形通孔与垂向基座10焊接固定连接，两个相同的套筒9分别与垂向基座10底板的两个圆形通孔同轴焊接连接，导柱13为顶端加工有螺纹的圆柱形零件，两个相同的导柱13自上而下分别穿过垂向基座10顶板的两个套筒9的圆形通孔并穿入底板的两个套筒9的圆形通孔，两个导柱13顶端分别与一个圆螺母螺纹固定连接，垂向基座10顶板中部加工一个圆形通孔，中部圆形通孔四周对称加工四个螺纹孔，端盖14为轴向加工圆形通孔的阶梯圆柱形零件，丝杠12上端穿出端盖14中部的圆形通孔与手轮15同轴焊接连接，上轴承44套装在丝杠12上端与丝杠12过盈配合连接，上轴承44内圈端面与丝杠12上端轴肩面接触，上轴承44的外圈与垂向基座10顶板中部的圆形通孔间隙配合，端盖14插入垂向基座10顶板中部的圆形通孔并与垂向基座10顶板的四个螺纹孔螺纹固定连接，上轴承44的外圈端面与端盖14的端面面接触，垂向基座10底部中间加工一个阶梯型圆形通孔，下轴承45的内圈套装在丝杠12的底部与丝杠12过盈配合连接，下轴承45的内圈端面与丝杠12的底部轴肩端面面接触，下轴承45外圈与垂向基座10底板中部的阶梯圆孔过盈配合，下轴承45外圈端面与基座10底板中部的阶梯圆孔的阶梯面面接触。

连接板11为一端加厚的L型零件，顶面两侧对称加工两个圆形通孔，连接板11的两个圆形通孔套装在两个导柱13上与导柱13间隙配合，连接板11顶面中间加工一个螺纹通孔，螺纹通孔套装在丝杠12上与丝杠12螺纹配合，顶面加工一个矩形凹槽和十二个螺纹孔，连接板11的底面加工有两个螺纹孔，两个螺栓穿入z方向的拉线安装座18和两个螺纹孔与连接板11螺纹固定连接。

拉线安装板6为一矩形钢板加工的零件，中部加工一个圆形通孔，两侧对称加工两个圆形通孔。

拉线安装座18为一钢板焊接而成的Π型零件，拉线安装座18的顶部对称加工两个螺纹孔，底部对称加工两个圆形通孔。

传感器安装架8为一Ω形零件，顶面和底面分别加工有两个螺纹通孔，两个螺栓自下而上穿过传感器安装架8顶面的两个螺纹通孔与传感器7底部的螺纹孔螺纹固定连接，螺栓套装在传感器7端部的螺柱根部，螺柱的端部穿过拉线安装板6中部的圆形通孔与螺栓螺纹固定连接，两个螺栓穿过拉线安装板6两侧的通孔和拉线安装座18顶部的两个螺纹孔，使拉线安装板6与拉线安装座18螺纹固定连接。

所述的姿态调整部分 B包括垫铁16、球座17、球压盖19、主轴20、y轴旋转导轨21、y轴分度头22、x轴旋转导轨23、x轴分度头24、心轴25、x轴连接盘26、y轴连接盘28、上导向块盖29、下导向块盖30、标定板31、靶标连接体32、连接管33、长水泡36、y轴旋转导轨旋钮37、x轴旋转导轨旋钮40、下导向块42和上导向块43。

x轴旋转导轨23为下端是矩形上端是圆弧形中空的零件，下端加工三个圆形通孔。

x轴连接盘26为一矩形钢板加工的圆柱形零件，中部加工一个圆形锥孔，四周对称加工四个圆形通孔，一侧加工三个螺纹孔。

y轴旋转导轨21为下端是矩形上端是圆弧形中空的零件，下端加工四个圆形通孔。

y轴连接盘28为一矩形钢板加工的圆柱形零件，中部加工一个圆形锥孔，四周对称加工四个圆形通孔，一侧加工四个螺纹孔。

x轴分度头24置于连接板11顶面，x轴分度头24的圆形工作台的轴线与x轴平行，螺栓穿过x轴分度头24底座的圆形通孔和连接板11顶面的螺纹孔，使x轴分度头24与连接板11螺纹固定连接，x轴分度头24的圆形工作台台面中部加工一个圆形锥孔，四周对称加工四个T形槽，四个T形槽螺栓分别穿入四个T形槽，x轴连接盘26置于x轴分度头24的圆形工作台上，四个T形槽螺栓顶部穿过x轴连接盘26的四个圆形通孔与四个螺母螺纹固定连接，心轴25穿入x轴连接盘26的圆形锥孔和x轴分度头24圆形工作台的圆形锥孔，心轴25与x轴连接盘26和x轴分度头24过盈配合，螺栓穿过x轴旋转导轨23下端的螺纹孔和x轴连接盘26一侧的螺纹孔，使x轴旋转导轨23与x轴连接盘26螺纹固定连接，x轴旋转导轨23上端圆弧部分的曲率中心在y轴上。

y轴分度头22置于连接板11顶面，y轴分度头22的圆形工作台的轴线与y轴平行，螺栓穿过y轴分度头22底座的圆形通孔和连接板11顶面的螺纹孔，使y轴分度头22与连接板11螺纹固定连接，y轴分度头22的圆形工作台面中部加工一个圆形锥孔，四周对称加工四个T形槽，四个螺栓分别穿入四个T形槽，y轴连接盘28置于y轴分度头22的圆形工作台上，四个T形槽螺栓顶部穿过y轴连接盘28的四个圆形通孔与四个螺母螺纹固定连接，心轴25穿入y轴连接盘28的圆形锥孔和y轴分度头22圆形工作台的圆形锥孔，心轴25与y轴连接盘28和y轴分度头22过盈配合，螺栓穿过y轴旋转导轨21下端的螺纹孔和y轴连接盘28一侧的螺纹孔，使y轴旋转导轨21与y轴连接盘28螺纹固定连接，y轴旋转导轨21上端圆弧部分的曲率中心在x轴上。

上导向块盖29与下导向块盖30结构相同，皆为一矩形钢板加工的零件，顶面对称加工四个圆形通孔，中部加工一个螺纹孔。

下导向块42与上导向块43结构相同，皆由一个加工有一通孔的长方体和一个叉形槽件组成，叉形槽件顶面对称加工四个螺纹孔。

在主轴20上端依次通过轴承套装下导向块42与上导向块43，即主轴20在下导向块42与上导向块43一端的通孔中是转动连接，在上导向块43顶端粘接两个互相垂直的长水泡36，其作用是在安装或使用装置前调整装置处于水平的正常工作状态，y轴旋转导轨21上端圆弧形导轨放置在上导向块43一端的凹槽里，螺栓穿过上导向块盖29的圆形通孔和上导向块43一侧的螺纹孔，使上导向块盖29和上导向块43螺纹固定连接，y轴旋转导轨旋钮37穿过上导向块盖29中部的螺纹孔和上导向块盖29螺纹连接，y轴旋转导轨21的弧形侧面与上导向块43另一端凹槽的侧壁动配合接触连接，旋转y轴旋转导轨旋钮37可以实现锁紧或松开y轴旋转导轨21的目的，x轴旋转导轨23上端圆弧形导轨放置在下导向块42一端的凹槽里，螺栓穿过下导向块盖30的圆形通孔和下导向块42一侧的螺纹孔，使下导向块盖30和下导向块42螺纹固定连接，x轴旋转导轨旋钮40穿过下导向块盖30中部的螺纹孔和下导向块盖30螺纹连接，x轴旋转导轨23的弧形侧面与下导向块42另一端凹槽的侧壁动配合接触连接，旋转x轴旋转导轨旋钮40可以实现锁紧或松开x轴旋转导轨23的目的。

垫铁16为阶梯圆柱形零件，底面对称加工四个圆形通孔，顶面对称加工四个螺纹孔。

球座17为阶梯圆柱形零件，轴向加工一个上部是球形下部是圆柱形的通孔，底面对称加工四个圆形通孔，顶面对称加工四个螺纹孔。

球压盖19为阶梯圆柱形零件，轴向加工一个上部是圆锥形下部是球形的通孔，底面对称加工四个圆形通孔。

主轴20为上部是阶梯圆柱形下部是球形的零件。

垫铁16置于连接板11的顶面，螺栓穿过垫铁16底面的圆形通孔和连接板11顶面的螺纹孔，使垫铁16与连接板11螺纹固定连接，球座17置于垫铁16的顶面，螺栓穿过球座17底面的圆形通孔和垫铁16顶面的螺纹孔，使球座17与垫铁16螺纹固定连接，主轴20下部球体置于球座17顶部的孔内，主轴20下部球体与球座17的内壁动配合接触连接，球压盖19的轴向通孔穿过主轴20置于球座17顶面，球压盖19的内壁与主轴20下部球体动配合接触连接，螺栓穿过球压盖19底面的圆形通孔和球座17顶面的螺纹孔，使球压盖19和球座17螺纹固定连接。

标定板31为钢板加工而成的中空方形零件，靶标连接体32为钢板加工而成的中空零件，标定板31背面和靶标连接体32焊接连接，连接管33为钢管加工的中空零件，连接管33的一端与靶标连接体32焊接连接，连接管33母线方向加工一个细长通槽，通槽两侧焊接两块加工有圆孔的细长钢板，主轴20穿入连接管33的轴向通孔，螺栓穿过连接管33通槽两侧焊接的细长钢板的圆孔与另一侧的螺母螺纹固定连接。

x轴分度头24的回转轴线、y轴分度头22的回转轴线、主轴20的轴线和球座17的轴线四条轴线空间垂直相交于主轴20底部的球面中心上。

机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准的使用方法：

设标定板31的初始位置为世界坐标系的原点，移动横向连接板4，使横向连接板4在纵向导轨2上移动一定距离，从x方向传感器7上读出位移量△x，然后移动垂向基座10，使垂向基座10在横向导轨5上移动一定距离，从y方向传感器7上读出位移量△y，最后旋转手轮15，使丝杠12带动连接板11沿导柱13移动一定距离，从z方向传感器7上读出位移量△z。

松开x轴旋转导轨旋钮40，转动x轴分度头24的手柄，将x轴旋转导轨23沿顺时针或逆时针转动一定角度，然后锁紧x轴旋转导轨旋钮40，从x轴分度头24的刻度盘上可读出x轴旋转导轨23从原始竖直位置到转动一定角度后的位置所转过的角度数△θ。松开y轴旋转导轨旋钮37，转动y轴分度头22的手柄，将y轴旋转导轨21沿顺时针或逆时针转动一定角度，然后锁紧y轴旋转导轨旋钮37，从y轴分度头22的刻度盘上可读出y轴旋转导轨21从原始竖直位置到转动一定角度后的位置所转过的角度数△γ。

Claims (9)

1.一种机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准，其特征在于，所述的机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准由位置调整部分（A）和姿态调整部分（B）组成，姿态调整部分（B）通过螺栓与位置调整部分（A）螺纹固定连接。

2.按照权利要求1所述的机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准，其特征在于，所述的位置调整部分（A）包括底板（1）、纵向导轨（2）、滑块（3）、横向连接板（4）、横向导轨（5）、拉线安装板（6）、传感器（7）、传感器安装架（8）、套筒（9）、垂向基座（10）、连接板（11）、丝杠（12）、导柱（13）、端盖（14）、手轮（15）、拉线安装座（18）、L型板（35）、上轴承（44）和下轴承（45）；

螺栓自上而下分别穿过两个相同的纵向导轨（2）的T型通孔和底板（1）的两排螺纹孔，将纵向导轨（2）与底板（1）螺纹固定连接，每个纵向导轨（2）与两个滑块（3）底部的凹槽滑动配合，螺栓自上而下穿入x方向的传感器安装架（8）和两个螺纹孔与底板（1）螺纹固定连接；

螺栓自上而下分别穿过两个相同的横向导轨（5）的T型通孔和横向连接板（4）的两排螺纹孔，将横向导轨（5）与横向连接板（4）螺纹固定连接，每个横向导轨（5）与两个滑块（3）底部的凹槽滑动配合，两个螺栓穿入x方向的拉线安装座（18）和侧面的两个螺纹孔与横向连接板（4）螺纹固定连接，横向连接板（4）端部焊接一个L型板（35），螺栓自上而下穿入y方向的传感器安装架（8）和L型板（35）顶面的两个螺纹孔与L型板（35）螺纹固定连接，横向导轨（5）与纵向导轨（2）垂直，螺栓自下而上分别穿过与纵向导轨（2）滑动配合的滑块（3）的T型通孔和横向连接板（4）底面的螺纹孔，使四个滑块（3）和横向连接板（4）螺纹固定连接；

螺栓自下而上分别穿过与横向导轨（5）滑动配合的滑块（3）的T型通孔和垂向基座（10）底部的螺纹孔，使四个滑块（3）和垂向基座（10）螺纹固定连接，螺栓自上而下穿入z方向的传感器安装架（8）和垂向基座（10）底板顶面的两个螺纹孔与垂向基座（10）螺纹固定连接，两个螺栓穿入y方向的拉线安装座（18）和垂向基座（10）底板侧面的两个螺纹孔与垂向基座（10）螺纹固定连接，两个相同的套筒（9）穿入垂向基座（10）顶部两侧的两个圆形通孔与垂向基座（10）焊接固定连接，两个相同的套筒（9）分别与垂向基座（10）底板的两个圆形通孔同轴焊接连接，两个相同的导柱（13）自上而下分别穿过垂向基座（10）顶板的两个套筒（9）的圆形通孔并穿入底板的两个套筒（9）的圆形通孔，两个导柱（13）顶端分别与一个圆螺母螺纹固定连接，丝杠（12）上端穿出端盖（14）中部的圆形通孔与手轮（15）同轴焊接连接，上轴承（44）套装在丝杠（12）上端与丝杠（12）过盈配合连接，上轴承（44）内圈端面与丝杠（12）上端轴肩面接触，上轴承（44）的外圈与垂向基座（10）顶板中部的圆形通孔间隙配合，端盖（14）插入垂向基座（10）顶板中部的圆形通孔并与垂向基座（10）顶板的四个螺纹孔螺纹固定连接，上轴承（44）的外圈端面与端盖（14）的端面面接触，下轴承（45）的内圈套装在丝杠（12）的底部与丝杠（12）过盈配合连接，下轴承（45）的内圈端面与丝杠（12）的底部轴肩端面面接触，下轴承（45）外圈与垂向基座（10）底板中部的阶梯圆孔过盈配合，下轴承（45）外圈端面与基座（10）底板中部的阶梯圆孔的阶梯面面接触；

连接板（11）的两个圆形通孔套装在两个导柱（13）上与导柱（13）间隙配合，连接板（11）的螺纹通孔套装在丝杠（12）上与丝杠（12）螺纹配合，两个螺栓穿入z方向的拉线安装座（18）和两个螺纹孔与连接板（11）螺纹固定连接；

两个螺栓自下而上穿过传感器安装架（8）顶面的两个螺纹通孔与传感器（7）底部的螺纹孔螺纹固定连接，螺栓套装在传感器（7）端部的螺柱根部，螺柱的端部穿过拉线安装板（6）中部的圆形通孔与螺栓螺纹固定连接，两个螺栓穿过拉线安装板（6）两侧的通孔和拉线安装座（18）顶部的两个螺纹孔，使拉线安装板（6）与拉线安装座（18）螺纹固定连接。

3.按照权利要求1所述的机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准，其特征在于，所述的姿态调整部分（B）包括垫铁（16）、球座（17）、球压盖（19）、主轴（20）、y轴旋转导轨（21）、y轴分度头（22）、x轴旋转导轨（23）、x轴分度头（24）、心轴（25）、x轴连接盘（26）、y轴连接盘（28）、上导向块盖（29）、下导向块盖（30）、标定板（31）、靶标连接体（32）、连接管（33）、长水泡（36）、y轴旋转导轨旋钮（37）、x轴旋转导轨旋钮（40）、下导向块（42）和上导向块（43）；

x轴分度头（24）置于连接板（11）顶面，x轴分度头（24）的圆形工作台的轴线与x轴平行，螺栓穿过x轴分度头（24）底座的圆形通孔和连接板（11）顶面的螺纹孔，使x轴分度头（24）与连接板（11）螺纹固定连接，四个T形槽螺栓分别穿入四个T形槽，x轴连接盘（26）置于x轴分度头（24）的圆形工作台上，四个T形槽螺栓顶部穿过x轴连接盘（26）的四个圆形通孔与四个螺母螺纹固定连接，心轴（25）穿入x轴连接盘（26）的圆形锥孔和x轴分度头（24）圆形工作台的圆形锥孔，心轴（25）与x轴连接盘（26）和x轴分度头（24）过盈配合，螺栓穿过x轴旋转导轨（23）下端的螺纹孔和x轴连接盘（26）一侧的螺纹孔，使x轴旋转导轨（23）与x轴连接盘（26）螺纹固定连接，x轴旋转导轨（23）上端圆弧部分的曲率中心在y轴上；

y轴分度头（22）置于连接板（11）顶面，y轴分度头（22）的圆形工作台的轴线与y轴平行，螺栓穿过y轴分度头（22）底座的圆形通孔和连接板（11）顶面的螺纹孔，使y轴分度头（22）与连接板（11）螺纹固定连接，四个螺栓分别穿入四个T形槽，y轴连接盘（28）置于y轴分度头（22）的圆形工作台上，四个T形槽螺栓顶部穿过y轴连接盘（28）的四个圆形通孔与四个螺母螺纹固定连接，心轴（25）穿入y轴连接盘（28）的圆形锥孔和y轴分度头（22）圆形工作台的圆形锥孔，心轴（25）与y轴连接盘（28）和y轴分度头（22）过盈配合，螺栓穿过y轴旋转导轨（21）下端的螺纹孔和y轴连接盘（28）一侧的螺纹孔，使y轴旋转导轨（21）与y轴连接盘（28）螺纹固定连接，y轴旋转导轨（21）上端圆弧部分的曲率中心在x轴上；

在主轴（20）上端依次通过轴承套装下导向块（42）与上导向块（43），在上导向块（43）顶端粘接两个互相垂直的长水泡（36），y轴旋转导轨（21）上端圆弧形导轨放置在上导向块（43）一端的凹槽里，螺栓穿过上导向块盖（29）的圆形通孔和上导向块（43）一侧的螺纹孔，使上导向块盖（29）和上导向块（43）螺纹固定连接，y轴旋转导轨旋钮（37）穿过上导向块盖（29）中部的螺纹孔和上导向块盖（29）螺纹连接，y轴旋转导轨（21）的弧形侧面与上导向块（43）另一端凹槽的侧壁动配合接触连接，x轴旋转导轨（23）上端圆弧形导轨放置在下导向块（42）一端的凹槽里，螺栓穿过下导向块盖（30）的圆形通孔和下导向块（42）一侧的螺纹孔，使下导向块盖（30）和下导向块（42）螺纹固定连接，x轴旋转导轨旋钮（40）穿过下导向块盖（30）中部的螺纹孔和下导向块盖（30）螺纹连接，x轴旋转导轨（23）的弧形侧面与下导向块（42）另一端凹槽的侧壁动配合接触连接；

垫铁（16）置于连接板（11）的顶面，螺栓穿过垫铁（16）底面的圆形通孔和连接板（11）顶面的螺纹孔，使垫铁（16）与连接板（11）螺纹固定连接，球座（17）置于垫铁（16）的顶面，螺栓穿过球座（17）底面的圆形通孔和垫铁（16）顶面的螺纹孔，使球座（17）与垫铁（16）螺纹固定连接，主轴（20）下部球体置于球座（17）顶部的孔内，主轴（20）下部球体与球座（17）的内壁动配合接触连接，球压盖（19）的轴向通孔穿过主轴（20）置于球座（17）顶面，球压盖（19）的内壁与主轴（20）下部球体动配合接触连接，螺栓穿过球压盖（19）底面的圆形通孔和球座（17）顶面的螺纹孔，使球压盖（19）和球座（17）螺纹固定连接；

标定板（31）背面和靶标连接体（32）焊接连接，连接管（33）的一端与靶标连接体（32）焊接连接，主轴（20）穿入连接管（33）的轴向通孔，螺栓穿过连接管（33）通槽两侧焊接的细长钢板的圆孔与另一侧的螺母螺纹固定连接，x轴分度头（24）的回转轴线、y轴分度头（22）的回转轴线、主轴（20）的轴线和球座（17）的轴线四条轴线空间垂直相交于主轴（20）底部的球面中心上。

4.按照权利要求2所述的机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准，其特征在于，所述的垂向基座（10）为钢板焊接而成的中空闭合方形零件，底面与侧面连接处外侧对称焊接有四块三角形筋板，底面两端分别对称加工有八个螺纹孔，垂向基座（10）底板的顶面加工有两个螺纹孔，垂向基座（10）底板垂直于y方向的侧面加工有两个螺纹孔，垂向基座（10）顶板两侧对称加工两个圆形通孔，垂向基座（10）底板两侧对称加工两个圆形通孔，顶板的圆形通孔和底板对应的圆形通孔同轴，垂向基座（10）顶板中部加工一个圆形通孔，中部圆形通孔四周对称加工四个螺纹孔，垂向基座（10）底部中间加工一个阶梯型圆形通孔。

5.按照权利要求2所述的机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准，其特征在于，所述的连接板（11）为一端加厚的L型零件，顶面两侧对称加工两个圆形通孔，连接板（11）顶面中间加工一个螺纹通孔，顶面加工一个矩形凹槽和十二个螺纹孔，连接板（11）的底面加工有两个螺纹孔。

6.按照权利要求2所述的机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准，其特征在于，所述的拉线安装座（18）为一钢板焊接而成的Π型零件，拉线安装座（18）的顶部对称加工两个螺纹孔，底部对称加工两个圆形通孔。

7.按照权利要求3所述的机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准，其特征在于，所述的球座（17）为阶梯圆柱形零件，轴向加工一个上部是球形下部是圆柱形的通孔，底面对称加工四个圆形通孔，顶面对称加工四个螺纹孔。

8.按照权利要求3所述的机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准，其特征在于，所述的球压盖（19）为阶梯圆柱形零件，轴向加工一个上部是圆锥形下部是球形的通孔，底面对称加工四个圆形通孔。

9.按照权利要求3所述的机器视觉测量系统空间一般位置姿态计量基准，其特征在于，所述的连接管（33）为钢管加工的中空零件，连接管（33）母线方向加工一个细长通槽，通槽两侧焊接两块加工有圆孔的细长钢板。

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